matlab习题及答案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流matlab习题及答案.精品文档.第一章习题 1.1 试概述闭环调速系统的主要特点。改变给定电压是否能够改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？ 1.2 某调速系统的调速范围是 1500150 r/min（即 D10），要求静差率 s=2，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是 100 r/min，则闭环系统的开环放大倍数应为多大？ 1.3 如果把调速系统反馈电压的极性接成给定电压极性相同，将产生什么后果？试说明反馈极

2、性对组成闭环自动控制系统的重要性。 1.4 有一 V-M 调速系统， 电动机参数为： Pnom=2.5kW ， Unom=220V ， Inom=15A ，nnom=1500r/min，Ra=2，整流装置内阻 Rrec=1,触发整流环节的放大倍数为Ks=30，要求调速范围 D20，静差率 s=10%。 1) 计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的静态速降； 2) 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图； 3) 调整该系统，使* n U =20V时转速 n=1000r/min，此时转速反馈系数应为多少？可认为 Un *n U ） 4) 计算所需的放大器放大倍数； 5) 如果改用电压

3、负反馈，能否达到所提出的调速要求？若放大器的放大系数不变，最大给定电压为 30V，在静差率为s=30%时，采用电压负反馈，最多能够得到多大的调速范围？ 1.5 上题中，若主电路电感 L60mH，系统运动部分的飞轮惯量 GD21.8牛顿米2，整流电路为三相半波，则按上题要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？为了保证稳定，允许最大的开环放大倍数是多少？ 1.6 在带电流截止环节的转速负反馈系统中，如果截止比较电压发生变化，对系统的静特性有什么影响？如果电流反馈电阻 Rs 的大小发生变化，对静特性有什么影响？ 1.7 在电压负反馈、电流正反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻各量变

4、化时都会产生扰动作用，对于这些扰动，系统有没有调节能力?为什么？ 1.8 题1.4中的调速系统，采用电压负反馈和电流正反馈，能否满足所给的调速要求？参数应任何选择？试画出系统的静态结构图，并在各方框中注明传递系数的具体数值。 1.9 在调速系统中，应用集成电路运算放大器有些什么优越性？运算放大器的输入电阻应如何选择？反馈电阻应如何选择？如果需要放大倍数为 1，输出与输入反相的比例调节器（通常称作“反相器”），应如何接线？试画出其原理图。 1.10 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压U0时出电压是多少？决定于哪些因素？1.11 无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源

5、和测速发电机精度的影响？为什么？第二章习题 2.1 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何整定？ 2.2 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差（给定与反馈之差）是多少？它们的输出电压是多少？为什么？ 2.3 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？ 2.4 试从下述各方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止负反馈的单闭环调速系统的优缺点： 1) 静特性； 2) 动态限流性能； 3) 起动的快速性； 4) 抗负载扰动的性

6、能； 5) 抗电源电压波动的性能； 6) 其它方面。 2.5 某反馈控制系统已校正成典型型系统。已知时间常数 T0.1秒，要求阶跃响应超调量10，试求系统的开环放大倍数；计算过渡过程时间ts和上升时间tr;并绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr小于0.25秒，则开环放大倍数K应为多少？超调量等于多少？ 2.6 某系统采用典型型系统的结构，要求频域动态指标为：c=30（s-1），Mr 1.5,求该系统的预期开环对数幅频特性、开环传递函数、以及阶跃响应的超调量和过渡过程时间。如果时间常数T2不变，改取中频宽h=9,则开环对数幅频特性将如何变化？试求系统能够达到的频域和时域指标。与上面的指标相

7、比，在快速性和稳定性方面各有什么变化？ 2.7 一个由三相半控晶闸管装置供电的转速、电流双闭环调速系统，其基本数据如下：直流电动机：Pnom=60kW，Unom=220V，Inom=305A，nnom=1000r/min，Ce=0.2Vmin/r;主回路总电阻：R0.18，晶闸管装置放大倍数：Ks=30 ，电磁时间常数：Tl=0.012s，机电时间常数：Tm=0.12s，反馈滤波时间常数： Toi=0.0025s,Ton=0.0141s,额定转速时的给定电压： *n U 15V，调节器的饱和输出电压：12V，系统的调速范围： D10。 1) 确定电流反馈系数和转速反馈系数，假设起动电流限制在3

8、00A以内； 2) 要求系统的静、动态指标为：转速无静差，电流超调量 i5，起动到额定转速时 的转速超调量n10。试设计电流调节器，画出其电路图，并计算R、C参数。调节器输入电阻R040k； 3) 设计转速调节器并选择参数； 4) 计算最低速起动时的超调量； 5) 计算空载起动到额定转速的时间。第三章习题 3.1 试分析晶闸管-电动机可逆调速系统的四种工作状态，并对表3-1内各项加以说明。 3.2 VM系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？ 3.3 两组晶闸管的可逆线路中有哪几种环流？它们是怎样产生的？各有哪些害处和益处？分析配合控制的有环流可逆系统反向的起动和制动过程。画出各参变量的动态波形，并说明在每个阶段中ASR和ACR各起什么作用？VR和VF各处于什么状态？思考题 1. 通过调速系统这门课，你学会了哪些系统分析与设计方法？2. 举例说明调速系统的应用场合，谈谈调速系统发展趋势。3. 调速系统稳态、动态性能指标有哪些？D、S之间的关系。4. 画出单闭环系统原理图、静态结构图。写出单闭环系统静特性方程，画出静特性。5. 绘出双闭环调速系统结构图，双闭环系统调试顺序是怎样的？综 合 练 习 第一章习题答案 第二章习题答案综合练习答案